Page 51 - Spin Transport and Spintronics
P. 51
2.2 สนามคล้ายทอร์ค 52
จากนั้นทำการคำนวณขนาดของสปินทอร์ค โดยพิจารณาผลการครอสได้ดังนี้ M × (M ×
M p ) = (−0.25, 0.25, −0.877) จากนั้นนำไปแทนค่าเพื่อคำนวณขนาดของสปินทอร์คดังนี้
T S = aM × (M × M p )
= (0.2038)(−0.25, 0.25, −0.877)
= (−0.051, 0.051, −0.179) T
2.2 สนามคล้ายทอร์ค (field-like torque)
นอกจากผลของ AST ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักที่ทำให้แมกนีไทเซชันภายในชั้นอิสระเกิดการ
เคลื่อนที่แบบหน่วงและมีการจัดเรียงตัวในระนาบของชั้นพินหรือกระแสสปินโพลาไรซ์ การเกิดปรากฏ-
การณ์การส่งผ่านสปินทอร์คยังคงมีทอร์คที่สำคัญอีกหนึ่งองค์ประกอบ คือ นอนอะเดียบาติกทอร์ค
(NAST) หรือสนามคล้ายทอร์ค (field-like torque) ที่ส่งผลให้แมกนีไทเซชันมีการเคลื่อนที่ออกนอก
ระนาบของกระแสสปินโพลาไรซ์ (ระนาบ M p และ M ) กระบวนการเกิด NAST ถูกอธิบายผ่านการ
ถ่ายโอนโมเมนตัม (momentum transfer) การกลับทิศทางของสปิน (spin flip scattering) และ
การเคลื่อนที่ออกจากแนวของสปิน (spin mistracking) แต่การกำเนิดของทอร์คชนิดนี้ก็ยังไม่มีการ
อธิบายอย่างชัดเจน จากการศึกษาที่ผ่านมาพบว่าขนาดของ NAST แม้จะมีค่าน้อยกว่าขนาดของ AST
ประมาณ 3-4 เท่า เแต่ส่งผลต่อลักษณะการเคลื่อนที่ของแมกนีไทเซชันอย่างมากเนื่องจากทำให้เกิด
การเคลื่อนที่แบบกวัดแกว่งที่สภาวะสมดุลด้วยความถี่ค่าหนึ่งในระดับ GHz ซึ่งคุณสมบัตินี้ถูกนำไป
ประยุกต์ใช้ในการออกแบบเครื่องกำเนิดสัญญาณความถี่สูง (spin torque oscillator)
การศึกษาผลของ NAST มีความสำคัญต่อการอธิบายสปินทอร์คที่เกิดขึ้นภายในวัสดุทั้งทาง
ทฤษฎีและการทดลอง ผลของ NAST เกิดขึ้นจากปฏิสัมพันธ์แบบอ่อน (weak coupling) ระหว่าง
อิเล็กตรอนตัวนำและแมกนีไทเซชันภายในวัสดุ ซึ่งทำให้กระแสสปินและแมกนีไทเซชันไม่สามารถ
จัดเรียงตัวอยู่ในระนาบเดียวกันอย่างสมบูรณ์ โดยผลของ NAST จะทำให้กระแสสปินมีองค์ประกอบ
แบบตั้งฉากหรือมีการเคลื่อนที่ออกจากแนวระนาบของแมกนีไทเซชัน สนามคล้ายทอร์คหรือ NAST
สามารถพิจารณาได้ดังนี้ [23,37,40–42]
T F = b(M × M p ). (2.2)
เมื่อ b คือค่าพารามิเตอร์ของ NAST ซึ่งแสดงถึงความแรงของ NAST ที่กระทำต่อแมกนีไทเซชัน
